在电气设备或供电系统中， 接地系统 or 接地系统 为了安全和功能目的，将设备的特定部分与地球的导电表面相连。 参考点是地球的导电表面，或者在船上是海洋的表面。 接地系统的选择会影响安装的安全性和电磁兼容性。 接地系统的法规在国家和电气系统的不同部分之间存在很大差异，尽管许多法规遵循国际电工委员会的建议，如下所述。

本文仅涉及电源接地。 下面列出了其他接地系统的示例，并带有文章链接：

• 为了防止建筑物受到雷击，请将雷电引导通过接地系统并进入接地棒，而不要通过建筑物。
• 作为单线接地返回的一部分，电源线和信号线，例如用于低功率电源传输和电报线。
• 在无线电中，用作大型单极天线的接地平面。
• 作为偶极子等其他类型无线电天线的辅助电压平衡。
• 作为VLF和ELF无线电的地面偶极天线的馈电点。

电气接地的目的

保护接地

在英国，“接地”是指设备的裸露导电部分通过保护导体与“主接地端子”的连接，该主接地端子连接到与地面接触的电极。 一种 保护导体 （PE）（称为 设备接地导体 （美国国家电气法规）中的规定避免了触电危险，方法是在故障情况下将连接设备的裸露导电表面保持在接近大地电位的状态。 发生故障时，接地系统允许电流流到大地。 如果过大，保险丝或断路器的过电流保护将起作用，从而保护电路并从暴露的导电表面上消除任何由故障引起的电压。 这种断开是现代布线实践的基本原则，被称为“电源自动断开”（ADS）。 电气安全法规中严格规定了最大允许接地故障回路阻抗值和过电流保护装置的特性，以确保迅速发生这种情况，并且在过电流流动时，导电表面上不会出现危险电压。 因此，通过限制电压升高及其持续时间来进行保护。

替代方法是 防御深入 –例如加强绝缘或双重绝缘–必须发生多次独立故障才能暴露出危险状况。

功能性接地

A 功能性地球 连接的目的不是电气安全，它可能会在正常操作中携带电流。 功能性接地的最重要示例是供电系统中的中性线，它是在电源上连接到接地电极的载流导体。 使用功能性接地的设备的其他示例包括电涌抑制器和电磁干扰滤波器。

低压系统

在将电力分配给最广泛的最终用户的低压配电网络中，接地系统设计的主要关注点是使用电器的消费者的安全性及其防触电保护。 接地系统与诸如保险丝和剩余电流保护装置之类的保护装置相结合，必须最终确保人员不得与相对于其电位超过“安全”阈值的金属物体接触，该阈值通常设置为约50V。

在系统电压为240 V至1.1 kV的电网上，这些电网主要用于工业/采矿设备/机器，而不是公共访问网络，从安全的角度来看，接地系统的设计与家庭用户同样重要。

在大多数发达国家，二战前或战后不久都引入了带有接地触点的220 V，230 V或240 V插座，尽管全国范围的普及程度不同。 在美国和加拿大，120年代中期之前安装的1960 V电源插座通常不包括接地引脚。 在发展中国家，本地接线惯例可能不提供与插座的接地针的连接。

在没有电源接地的情况下，需要接地的设备经常使用电源零线。 一些使用专用接地棒。 许多110 V电器都有极性插头，以保持“线路”和“中性线”之间的区别，但是将电源中性线用于设备接地可能存在很大问题。 插座或插头中的“线路”和“中性线”可能会意外颠倒，或者中性线对地连接可能会失败或安装不正确。 即使中性线的正常负载电流也可能产生危险的电压降。 由于这些原因，大多数国家现在已强制要求专用的保护性接地连接，现在几乎已经普及了。

如果意外通电的物体和电源连接之间的故障路径具有低阻抗，则故障电流将很大，以至于电路过流保护装置（保险丝或断路器）将断开以清除接地故障。 如果接地系统未在设备外壳和电源回路之间提供低阻抗金属导体（例如在TT单独接地的系统中），则故障电流较小，并且不一定会操作过电流保护装置。 在这种情况下，将安装剩余电流检测器以检测泄漏到地面的电流并中断电路。

IEC术语

国际标准IEC 60364使用两个字母的代码区分三个接地布置系列 TN, TT及 IT.

第一个字母表示接地与电源设备（发电机或变压器）之间的连接：

“T” —点与地球的直接连接（拉丁语：terra）

“我” —除可能通过高阻抗外，没有一点与地（隔离）相连。

第二个字母表示接地或网络与所提供的电气设备之间的连接：

“T” —接地通常是通过接地棒通过本地直接连接到地球（拉丁语：terra）。

“N” —接地由电源供电 N作为单独的保护性接地（PE）导体或与中性导体组合使用。

TN网络的类型

在一个 TN 接地系统中，发电机或变压器中的点之一与地面相连，通常是三相系统中的星形点。 电气设备的主体通过该接地连接在变压器上接地。 这种布置是住宅和工业电气系统的当前标准，尤其是在欧洲。

连接用户电气设备裸露金属部分的导体称为 保护性接地。 在三相系统中连接到星点或在单相系统中承载返回电流的导体称为 中性 (N）。 区分TN系统的三种变体：

TN-S

PE和N是单独的导体，仅在电源附近连接在一起。

TN-C

组合的PEN导体既可以实现PE导体又可以满足N导体的功能。 （在通常仅用于配电网的230 / 400v系统上）

TN-CS

系统的一部分使用组合的PEN导体，该导体在某些时候分为单独的PE和N线。 组合的PEN导线通常出现在变电站和建筑物的入口之间，并且接地和中性线在维修头中分开。 在英国，此系统也称为 保护性多重接地（PME），因为在许多地方都将中性和地线组合导体连接到真实地球上，以减少PEN导体损坏时的电击危险。 澳大利亚和新西兰的类似系统被指定为 中性点接地（MEN） 在北美， 多接地中性线（MGN）.

TN-S和TN-CS的电源都可以取自同一变压器。 例如，某些地下电缆的护套腐蚀并停止了良好的接地连接，因此发现高电阻“坏土”的房屋可能会转换为TN-CS。 仅当中性线对故障具有适当的鲁棒性且转换并非始终可行时，这才可能在网络上进行。 必须对PEN进行适当的加固以防故障，因为开路PEN可以将全相电压施加到与断路下游的系统接地相连的任何裸露金属上。 另一种方法是提供一个本地地球并转换为TT。 TN网络的主要吸引力在于，低阻抗接地路径可在线路到PE短路的情况下，在大电流电路上轻松实现自动断开（ADS），因为对于LN或L，相同的断路器或熔断器都可以使用-PE故障，并且不需要RCD来检测接地故障。

TT网络

在一个 TT （Terra-Terra）接地系统，为用户提供的保护性接地连接是通过本地接地电极（有时称为Terra-Firma连接）提供的，并且在发电机处还单独安装了另一个。 两者之间没有“地线”。 故障回路阻抗较高，除非电极阻抗确实非常低，否则TT设备应始终以RCD（GFCI）作为其第一个隔离器。

TT接地系统的最大优点是减少了其他用户连接设备的传导干扰。 TT对于受益于无干扰接地的特殊应用（例如电信站点）始终是首选。 同样，在中性线损坏的情况下，TT网络也不会构成任何严重的风险。 另外，在架空分配功率的位置，如果任何架空配电导体被倒下的树或树枝弄断，接地导体就不会有带电的危险。

在RCD之前的时代，TT接地系统通常没有吸引力，因为在发生线对PE短路的情况下（与同一个断路器的TN系统相比），难以安排可靠的自动断开（ADS）或保险丝会因LN或L-PE故障而工作）。 但是随着剩余电流设备减轻了这一缺点，如果所有交流电源电路都经过RCD保护，TT接地系统将变得更具吸引力。 在某些国家/地区（例如英国），建议在以下情况中使用低阻抗等电位区，以至于无法通过键合来维护；在室外布线较多的情况下（例如，向移动房屋和某些农业设施供电）或故障电流较高的情况可能会带来其他危险，例如在燃料库或码头。

TT接地系统在整个日本都使用，大多数工业环境中都有RCD单元。 这可能会对变频驱动器和开关式电源产生额外的要求，这些驱动器和开关式电源通常具有将高频噪声传递到接地导体的大量滤波器。

IT网络

在 IT 网络中，配电系统根本没有接地，或者只有高阻抗连接。

竞品对比

其他术语

尽管许多国家/地区的建筑物的国家布线法规遵循IEC 60364术语，但在北美（美国和加拿大），术语“设备接地导体”是指设备接地和分支电路上的接地线，以及“接地电极导体”用于将接地棒（或类似物）粘合到服务面板的导体。 “接地导体”是系统“中性”。 澳大利亚和新西兰的标准使用了一种改良的PME接地系统，称为“中性线接地（MEN）”。 中性点在每个消费者服务点接地（接地），从而有效地使中性电位差沿LV线的整个长度变为零。 在英国和一些英联邦国家中，术语“ PNE”（意为相中性地球）用于表示使用了三种（或用于非单相连接的导线）导体，即PN-S。

电阻接地中性线（印度）

与HT系统相似，根据LT系统（1100 V> LT> 230 V）的规定，印度也引入了电阻接地系统用于采矿。 代替星形中性点的固体接地，在其之间添加了适当的中性接地电阻（NGR），从而将对地泄漏电流限制为750 mA。 由于故障电流的限制，对于瓦斯矿井来说更安全。

由于接地泄漏受到限制，因此泄漏保护仅对750 mA的输入具有最高限制。 在固体接地系统中，泄漏电流可能上升到短路电流，在此最大电流限制为750 mA。 这种受限的工作电流会降低漏电继电器保护的总体工作效率。 高效，最可靠的保护在安全方面的重要性在不断提高，以防雷击。

在该系统中，连接的电阻可能会断开。 为避免使用此附加保护来监视电阻，在出现故障时会断开电源。

漏电保护

如果电流流过地球，电流泄漏对人类会非常有害。 为了避免电气设备/设备的意外撞击，当泄漏超过一定限制时，在源处使用漏电继电器/传感器隔离电源。 为此使用了漏电断路器。 电流检测断路器称为RCB / RCCB。 在工业应用中，漏电继电器与单独的称为CBCT（铁芯平衡电流互感器）的CT（电流互感器）一起使用，该电流互感器通过CBCT的次级感应系统的漏电电流（零相序电流），从而使继电器工作。 该保护的工作范围为毫安，可设置为30 mA至3000 mA。

接地检查

除接地芯外，配电/设备供应系统还运行一个单独的先导芯p。 接地连接检查设备固定在采购端，可连续监视接地连接。 引导芯p从该检查设备启动，并通过连接拖缆延伸，该拖缆通常为移动的采矿机械（LHD）供电。 该芯p通过二极管电路在配电端接地，该二极管电路完成了由检查装置启动的电路。 当与车辆的地面连接断开时，该先导核心电路将断开，固定在供电端的保护装置将启动，并隔离机器电源。 这种类型的电路对于在地下矿井中使用的便携式重型电气设备是必不可少的。

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价格

• TN网络节省了每个用户所在地的低阻抗接地连接的成本。 需要这样的连接（埋入式金属结构）以提供 保护地 在IT和TT系统中。
• TN-C网络节省了单独的N和PE连接所需的额外导体的成本。 但是，为了减轻中性线断裂的风险，需要使用特殊的电缆类型和大量的接地线。
• TT网络需要适当的RCD（接地故障中断器）保护。

实现安全

• 在TN中，绝缘故障很可能导致高短路电流，这将触发过流断路器或保险丝并断开L导体。 对于TT系统，接地故障回路阻抗可能太高而无法做到这一点，或者太高而无法在所需时间内完成，因此通常使用RCD（以前称为ELCB）。 较早的TT安装可能缺少此重要的安全功能，从而使CPC（电路保护导体或PE）以及人员触手可及的相关金属部件（裸露的导电部件和外来导电部件）在故障情况下长时间通电。条件，这是真正的危险。
• 在TN-S和TT系统中（以及在分流点之外的TN-CS中），可以使用漏电保护装置来提供额外的保护。 在用电设备中没有任何绝缘故障时，方程 I_L1+I_L2+I_L3+I_N = 0成立，并且RCD可以在该总和达到阈值（通常为10 mA – 500 mA）后立即断开电源。 L或N与PE之间的绝缘故障将很可能触发RCD。
• 在IT和TN-C网络中，剩余电流设备检测绝缘故障的可能性要小得多。 在TN-C系统中，它们也很容易受到不同RCD上的电路的接地导体之间或与真实地面的接触所引起的意外触发，从而使其无法使用。 同样，RCD通常隔离中性芯。 由于在TN-C系统中这样做是不安全的，因此应将TN-C上的RCD布线为仅中断线路导体。
• 在接地和中性点相结合的单端单相系统中（TN-C，以及使用中性线和接地相结合的TN-CS系统部分），如果PEN导体存在接触问题，则除中断外，接地系统的所有部分都将上升到L导体的电势。 在不平衡的多相系统中，接地系统的电势将朝负载最大的线路导体移动。 突破后，中立国的这种潜力上升称为 中性反转。 因此，TN-C连接不得穿过插头/插座连接或柔性电缆，在这种情况下，与固定布线相比，接触问题的可能性更高。 如果电缆损坏，也存在风险，可以通过使用同心电缆结构和多个接地电极来减轻这种风险。 由于失去中性的（小）风险将中性金属工作“挖土”到危险的可能性，再加上与真实地球良好接触所带来的增加的电击风险，因此在英国禁止使用TN-CS耗材强烈建议不要将大篷车场地和岸上船只提供给农场和室外建筑场地使用，在这种情况下，建议使用RCD和单独的接地电极对所有室外布线进行TT。
• 在IT系统中，单个绝缘故障不太可能导致危险电流流过与地面接触的人体，因为不存在使电流流过的低阻抗电路。 但是，第一个绝缘故障可以有效地将IT系统变成TN系统，然后第二个绝缘故障可以导致危险的人体电流。 更糟糕的是，在多相系统中，如果其中一个线导体与大地接触，则将导致另一相铁心相对于大地升高至相间电压，而不是相中性点电压。 IT系统还比其他系统承受更大的瞬态过电压。
• 在TN-C和TN-CS系统中，组合的中性和地心与地球之间的任何连接在正常情况下最终都可能承载大量电流，而在中性状态中断时甚至可能承载更多电流。 因此，必须考虑到主等电位连接导体的尺寸； 在加油站等情况下，不建议使用TN-CS，因为那里有大量的地下金属制品和爆炸性气体。

电磁兼容性

• 在TN-S和TT系统中，用户与地面之间的连接噪声低，不会受到N导体上由于返回电流和该导体的阻抗而出现的电压的影响。 这对于某些类型的电信和测量设备尤为重要。
• 在TT系统中，每个用户都有自己的接地连接，不会注意到共享PE线路上其他用户可能引起的任何电流。

法规

• 在美国国家电气法规和加拿大电气法规中，配电变压器的馈电使用中性线和接地线的组合，但在结构内使用中性线和保护性接地线（TN-CS）。 中性线只能在客户隔离开关的电源侧接地。
• 在阿根廷，法国（TT）和澳大利亚（TN-CS），客户必须提供自己的接地连接。
• 日本受PSE法律管辖，并且在大多数装置中使用TT接地。
• 在澳大利亚，使用了多接地中性点（MEN）接地系统，并在AS 5的第3000节中进行了说明。对于LV客户，这是从街道中的变压器到房屋的TN-C系统，（中性点是沿着该网段多次接地），并在设备内部从主配电板向下安装一个TN-S系统。 整体来看，它是一个TN-CS系统。
• 在丹麦，高压法规（Stærkstrømsbekendtgørelsen）和马来西亚1994年《电力条例》规定，所有消费者都必须使用TT接地，尽管在极少数情况下，也可以允许使用TN-CS（与美国使用方式相同）。 对于大公司，规则是不同的。
• 在印度，根据中央电力局法规（CEAR，2010）第41条，提供了三相3线系统的接地线，中性线和4相2线系统的附加第三线。 接地应通过两个单独的连接进行。 接地系统还应至少具有两个或多个接地坑（电极），以便正确接地。 根据规则3，在42 kW以上的负载超过5 V的安装中，应配备合适的漏电保护装置，以在发生接地故障或漏电时隔离负载。

应用实例

• 在英国地下电缆敷设普遍的地区，TN-S系统很常见。
• 在印度，LT供应通常通过TN-S系统提供。 中性点在配电变压器处双重接地。 中性线和地线分别在配电架空线/电缆上运行。 用于架空线的单独导体和电缆的铠装用于接地。 在用户端安装了额外的接地电极/凹坑，以增强接地效果。
• 欧洲大多数现代家庭都使用TN-CS接地系统。 中性点和大地的组合出现在最近的变电站和维修点之间（仪表前的保险丝）。 此后，在所有内部布线中使用单独的接地和中性线芯。
• 英国的较旧的城市和郊区房屋倾向于使用TN-S供电，并且接地连接通过地下铅和纸电缆的铅护套传送。
• 挪威的旧房屋使用IT系统，而新房屋则使用TN-CS。
• 一些较旧的房屋，特别是在发明漏电断路器和有线家庭局域网之前建造的房屋，使用的是内部TN-C装置。 不再推荐这种做法。
• 实验室室，医疗设施，建筑工地，维修车间，移动电气设备以及其他通过发电机产生的绝缘故障风险增加的环境，通常使用由隔离变压器提供的IT接地装置。 为了减轻IT系统的两次故障问题，隔离变压器每个应仅提供少量负载，并应使用绝缘监视设备进行保护（由于成本，通常仅由医疗，铁路或军事IT系统使用）。
• 在偏远地区，额外的PE导体的成本超过了本地接地的成本，因此TT网络通常在某些国家/地区使用，尤其是在较老的物业或农村地区，否则可能会因电缆断裂而威胁安全性。高架PE导体由一棵倒下的树枝所包围 在大多数TN-CS系统中也看到了为个体财产提供的TT供应，其中单个财产被认为不适合TN-CS供应。
• 在澳大利亚，新西兰和以色列，TN-CS系统正在使用中。 但是，接线规则目前规定，此外，每个客户还必须通过水管接头（如果金属水管进入用户的房屋）和专用接地电极分别提供接地。 在澳大利亚和新西兰，这称为多接地中性链路或MEN链路。 此MEN Link可拆卸以进行安装测试，但在使用过程中通过锁定系统（例如，锁定螺母）或两个或多个螺钉连接。 在MEN系统中，中立的完整性至关重要。 在澳大利亚，新装置还必须将在潮湿区域重新加固的地基混凝土粘结到接地导体（AS3000），通常会增加接地尺寸，并在浴室等区域提供等电位平面。 在较旧的安装中，通常只找到水管连接点并保留原样，但是如果完成任何升级工作，则必须安装附加的接地电极。 保护性接地线和中性线组合在一起，直到用户的中性线（位于电表的中性连接的用户侧）–超过此点，保护性接地线和中性线就分开了。

高压系统

在公众难以获得的高压网络（1 kV以上）中，接地系统设计的重点不是安全，而是供电的可靠性，保护的可靠性，以及在存在高压时对设备的影响。短路。 接地系统的选择只会显着影响最常见的相接地短路的幅度，因为电流路径大部分是通过大地闭合的。 配电变电站中的三相HV / MV电力变压器是配电网络的最常见电源，其中性点的接地类型决定了接地系统。

中性接地有五种类型：

• 扎实的中性
• 出土的中立
• 电阻接地的中性
  • 低电阻接地
  • 高电阻接地
• 电抗接地中性
• 使用接地变压器（例如锯齿形变压器）

扎实的中性

In 固体 or 直接 接地的中性点，变压器的星形点直接接地。 在该解决方案中，为接地故障电流提供了一个低阻抗路径，以使其闭合，因此其幅度可与三相故障电流相媲美。 由于中性点仍保持接近地面的电位，因此未受影响阶段的电压保持在与故障前相似的水平； 因此，该系统通常用于绝缘成本高的高压输电网络。

电阻接地的中性

为了限制短路接地故障，在中性点，变压器的星形点和地面之间添加了额外的中性点接地电阻（NGR）。

低电阻接地

具有低电阻的故障电流极限相对较高。 在印度，根据中央电力局法规（CEAR，50，规则2010），露天矿的最大电流限制为100A。

出土的中立

In 出土, 孤立 or 浮动中性 在IT系统中，星形点（或网络中的任何其他点）与地面之间没有直接连接。 结果，接地故障电流没有要闭合的路径，因此幅度可以忽略不计。 但是，实际上，故障电流将不等于零：电路中的导体（特别是地下电缆）具有对地的固有电容，从而提供了相对较高的阻抗路径。

具有中性线隔离的系统即使在出现接地故障的情况下也可以继续运行并提供不间断的电源。

存在不间断的接地故障可能会带来重大的安全风险：如果电流超过4 A – 5 A，则会形成电弧，即使清除故障后电弧也可能持续存在。 因此，它们主要限于地下和海底网络以及工业应用，在这些应用中，对可靠性的需求很高，而与人接触的可能性相对较低。 在具有多个地下馈线的城市配电网络中，电容性电流可能达到数十安培，对设备构成重大风险。

低故障电流和此后连续系统运行的优势被固有的缺陷（难以确定故障位置）所抵消。